區(qū)域性振動刺激改善老年腦卒中步行功能的臨床研究

李林 許光旭 孟殿懷 龔晨

區(qū)域性振動刺激改善老年腦卒中步行功能的臨床研究

李林 許光旭 孟殿懷 龔晨

目的探討下肢區(qū)域性振動刺激對腦卒中偏癱患者步行速度與穩(wěn)定性的作用。方法腦卒中偏癱患者26例，坐位下接受頻率16 Hz、振幅4 mm的下肢區(qū)域性振動刺激10 min，評定振動前后小腿三頭肌張力（改良Ashworth分級，MAS）、3 m計(jì)時(shí)起立行走時(shí)間（TUGT）和10m最大步行速度（MWST），分析干預(yù)前后MAS、TUGT、10m MWST差異性。結(jié)果振動后與振動前評定數(shù)值比較發(fā)現(xiàn)振動后小腿三頭肌張力MAS評分沒有顯著性變化（P＞0.05），TUGT及10 m MWST均增加，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。結(jié)論下肢區(qū)域性振動刺激能夠提高腦卒中患者即刻的步行速度及穩(wěn)定性，改善步行功能，而對緩解小腿三頭肌痙攣沒有顯著作用。

振動刺激；腦卒中；步行能力；平衡；肌張力

老年腦卒中已經(jīng)成為我國致死和致殘首要因素，Jorgensen等［1］認(rèn)為約63%的腦卒中患者在發(fā)病早期失去獨(dú)立步行能力，影響其獨(dú)立性和生活質(zhì)量［2］。康復(fù)過程中下肢功能障礙及異常的步行模式也常持續(xù)存在，增加患者尤其是老年卒中者的跌倒風(fēng)險(xiǎn)［3］。

外源性機(jī)械振動能使肌肉肌腱復(fù)合體長度產(chǎn)生變化，刺激本體感受器引發(fā)反射性的神經(jīng)肌肉興奮性改變（也即是肌梭興奮激活α運(yùn)動神經(jīng)元，梭外肌產(chǎn)生收縮的牽張反射途徑）來調(diào)節(jié)肌肉的興奮性［4?5］，增強(qiáng)下肢肌力和平衡能力［6?8］。Chan等［9］研究發(fā)現(xiàn)通過全身振動訓(xùn)練能降低慢性卒中患者踝跖肌痙攣而提高其步行能力。然而，部分研究認(rèn)為全身振動訓(xùn)練沒有明確地改善腦卒中患者平衡及步行穩(wěn)定性的作用［10?11］，對于振動是否有利于步行功能改善存在爭議。本研究目的在于通過臨床振動前后對比研究，確定區(qū)域性振動刺激是否有助于改善腦卒中步行功能。

1 對象與方法

1.1 研究對象 符合入組條件的26例腦卒中患者均來自南京醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)中心。受試者理解整個試驗(yàn)流程，并充分配合。

1.1.1 入組標(biāo)準(zhǔn)：年齡50～80歲，腦卒中偏癱患者，首次發(fā)病，病程≥1月，足下垂（擺動相踝關(guān)節(jié)不能達(dá)中立位），核磁共振證實(shí)為缺血性或出血性病變，獨(dú)立或監(jiān)護(hù)下無輔助工具步行距離≥10 m。

1.1.2 排除標(biāo)準(zhǔn)：雙側(cè)大腦病變；踝關(guān)節(jié)高肌張力狀態(tài)（改良Ashworth分級，MAS：3級或4級）；精神疾病；認(rèn)知損傷（MMSE＜23分）；曾患過導(dǎo)致運(yùn)動功能下降的疾病（神經(jīng)疾病、糖尿病、風(fēng)濕病或關(guān)節(jié)畸形）；患側(cè)下肢肌群曾接受溶神經(jīng)技術(shù)或化學(xué)神經(jīng)阻斷術(shù)治療；入組前1月內(nèi)曾接受或正在接受抗痙攣藥物治療；參與其他臨床試驗(yàn)。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)流程：受試者保持安靜坐位休息5 min后開始試驗(yàn)，振動刺激前受試者接受小腿三頭肌痙攣程度（MAS方法測定），3 m計(jì)時(shí)起立行走時(shí)間（TUGT）測試及10 m最大步行速度評定（10 m MWST），隨后進(jìn)行10 min振動刺激（方式如下），振動后即刻再次評定。

1.2.2 刺激方式：（1）體位：上身放松，屈髖屈膝90°，雙足盡可能平均負(fù)重置于振動板上；（2）振動參數(shù)：頻率16 Hz、振幅4 mm的低頻足底振動刺激（德國Wellengang公司的Wellengang site，可調(diào)節(jié)頻率1～16 Hz，振幅4 mm）；（3）注意事項(xiàng)：刺激過程中可適時(shí)調(diào)整患者姿勢以保證體位的一致性。

1.2.3 康復(fù)功能評定：（1）TUGT測試：測試開始時(shí)受測試者坐在椅子上（有扶手和靠背，椅面距地面約46 cm），聽到測試者的開始指令后，由坐位站起向前走至3 m標(biāo)志線處，再轉(zhuǎn)身向回走至椅子前坐下。測試者記錄受測者背部離開椅背至臀部再次接觸椅面的時(shí)間。測試2次平均值作為測試結(jié)果，單位為s［12］。（2）10 m MWST測試：將測試用的16 m走道從起點(diǎn)到終點(diǎn)依次標(biāo)記分割為3 m、10 m、3 m。測試開始，受測試者從起點(diǎn)以盡可能最快的速度行走至終點(diǎn)。測試者記錄受試者走完中間10 m所需要的時(shí)間，測試2次平均值作為測試結(jié)果，單位為s。通過時(shí)間計(jì)算最大步行速度，單位為m／s［13］。（3）MAS評估：為便于數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，將MAS的分級（0、1、1＋、2、3、4）用對應(yīng)數(shù)值（0、1、2、3、4、5）表示［14?15］。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 所有統(tǒng)計(jì)分析采用SPSS 19.0軟件完成，計(jì)量資料均以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差形式表示，振動前后的比較采用配對資料t檢驗(yàn)，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 一般資料 26例腦卒中受試者中男17例，女9例，年齡51～77歲，平均（66.54±6.54）歲，其中缺血性腦卒中18例，出血性8例，左側(cè)偏癱9例，右側(cè)偏癱17例，全部受試者下肢Fulg?Meyer評分為（25.07± 2.04）分。

2.2 試驗(yàn)前后下肢功能比較 與振動刺激前比較，振動刺激后TUGT顯著降低（P＜0.05）、10 m MWST顯著升高（P＜0.01），而MAS無顯著變化（P＞0.05）。見表1。

表1 振動前后下肢功能比較（s）

表1 振動前后下肢功能比較（s）

注：與振動前比較，?P＜0.05，??P＜0.01

指標(biāo)振動前振動后TUGT（s）17.6±7.33 16.15±6.70?10 m MWST（m／s）1.51±0.49 1.62±0.53??MAS（級）2.46±0.51 2.27±0.45

3 討論

振動是一種作用力、加速度及位移持續(xù)發(fā)生周期性變化的機(jī)械震蕩。常見的全身振動訓(xùn)練就是訓(xùn)練者站于振動平臺上，靜止或完成相應(yīng)動作同時(shí)接受由振動平臺產(chǎn)生的正弦波形式的振動刺激，由于人體的解剖結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，振動刺激在人體的傳導(dǎo)是從一區(qū)域到下一區(qū)域，比如從足到小腿，再從小腿到大腿，而單獨(dú)身體某一區(qū)域（如下肢等）接受振動平臺刺激的振動形式即為區(qū)域性振動［16］，相比全身振動而言，振動強(qiáng)度較小，對老年人及有功能障礙者的適應(yīng)性更佳。

肌肉組織被拉伸，肌梭尤其是初級肌梭末梢被激活，產(chǎn)生牽張反射，通過單突觸及多突觸傳導(dǎo)通路的反饋調(diào)節(jié)使肌肉興奮性及其與協(xié)同肌肉間同步性增加。Ritzmann等［17］研究認(rèn)為全身振動引起肌肉牽張反射同時(shí)檢測到其表面肌電信號相對應(yīng)增加，認(rèn)為可以在重復(fù)地牽伸肌肉及肌腱系統(tǒng)過程中通過誘發(fā)出牽張反射來影響肌肉的興奮性。

另外，振動刺激可通過外周感受器傳遞信息對中樞神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用。肌肉振動作為一種強(qiáng)的本體覺刺激，能優(yōu)先產(chǎn)生Ia傳入沖動到達(dá)軀體感覺和運(yùn)動皮層［18］。Christova等［19］通過功能性磁共振檢測表明30 Hz的手部振動刺激可以引起感覺運(yùn)動皮層神經(jīng)持續(xù)性的調(diào)節(jié)效應(yīng)。Marconi等［20］使用經(jīng)顱磁刺激表現(xiàn)重復(fù)局部肌肉振動治療聯(lián)合物理治療能幫助減低卒中后患者受損半球皮質(zhì)脊髓束興奮性及皮質(zhì)內(nèi)抑制系統(tǒng)的異常。以上研究提示：可能存在外源性振動刺激與人體運(yùn)動器官產(chǎn)生生物諧振［21?22］，并在中樞存在一定的諧振機(jī)制。

研究表明在促進(jìn)卒中后下肢力量和軀體控制方面，全身振動訓(xùn)練是一種相對安全和可行的方法。短時(shí)間的全身振動訓(xùn)練（30 Hz，3 mm）能對腦卒中患者的本體感覺相關(guān)的姿勢控制產(chǎn)生促進(jìn)作用［23］。Chan等［24］發(fā)現(xiàn)全身振動訓(xùn)練（12 Hz，4 mm）能降低腦卒中患者偏癱側(cè)痙攣肌肉的張力，改善起立行走測試和10 m步行速度測試表現(xiàn)，提高步行功能。

全身振動膝關(guān)節(jié)屈曲角度較小時(shí)，機(jī)械能量傳導(dǎo)到上肢、軀干及頭部產(chǎn)生不良作用，需要保持26°～30°的屈膝半蹲位來避免，但這種體位對訓(xùn)練者下肢肌力和姿勢控制能力要求較高［25］。部分腦卒中患者不能耐受無支撐的站立位全身振動刺激，Miyara等［26］采用直膝，屈髖90°的體位在振動平臺上對受試者整個下肢進(jìn)行30 Hz，4～8 mm的振動刺激，并證實(shí)該種刺激方式可改善卒中患者步行功能。由于足底及踝關(guān)節(jié)周圍的肌梭和高爾基腱器官等本體感受器在控制身體平衡及維持姿勢有重要作用［27］，本試驗(yàn)中老年卒中患者屈膝90°坐位下接受接觸足底、僅對小腿和足起主要振動作用的下肢區(qū)域性振動刺激，結(jié)果顯示該種振動刺激對其步行功能有促進(jìn)作用。

振動刺激緩解肌肉痙攣的機(jī)制尚未明確。本試驗(yàn)中小腿三頭肌振動前后的痙攣程度評估結(jié)果提示下肢區(qū)域性振動刺激沒有明顯的抗痙攣?zhàn)饔茫€有待進(jìn)一步的研究。

試驗(yàn)不足之處是沒有對照組，并且振動刺激作用時(shí)間僅10min，雖然完成了可行性的研究目的，但評定的即刻效果并不能對長期的作用效果做出推斷，需要進(jìn)一步的研究補(bǔ)充和證實(shí)。

［1］ Jorgensen HS，Nakayama H，Raaschou HO，et al.Stroke. Neurologic and functional recovery the Copenhagen Stroke Study［J］.Phys Med Rehabil Clin N Am，1999，10（4）：887?906.

［2］ Lord SE，Mcpherson K，Mcnaughton HK，et al.Community ambulation after stroke：how important and obtainable is it and whatmeasures appear predictive？［J］.Arch Phys Med Rehabil，2004，85（2）：234?239.

［3］ 杜梅，許光旭.老年人跌倒的危險(xiǎn)控制與康復(fù)預(yù)防［J］.實(shí)用老年醫(yī)學(xué)，2013，27（4）：334?337.

［4］ Cardinale M，Bosco C.The use of vibration as an exercise intervention［J］.Exerc Sport Sci Rev，2003，31（1）：3?7.

［5］ Cochrane DJ，Loram ID，Stannard SR，et al.Changes in joint angle，muscle?tendon complex length，muscle contractile tissue displacement，and modulation of EMG ac?tivity during acute whole?body vibration［J］.Muscle Nerve，2009，40（3）：420?429.

［6］ Fort A，Romero D，Bagur C，etal.Effects ofwhole?body vi?bration training on explosive strength and postural control in young female athletes［J］.J Strength Cond Res，2012，26（4）：926?936.

［7］Pollock RD，Martin FC，Newham DJ.Whole?body vibration in addition to strength and balance exercise for falls?related functionalmobility of frail older adults：a single?blind ran?domized controlled trial［J］.Clin Rehabil，2012，26（10）：915?923.

［8］ Liao LR，Ng GYF，Jones AYM，etal.Acute effects ofwhole body vibration on leg muscle activity，oxygen consumption and heart rate in individuals with chronic stroke［J］.Hong Kong Physiotherapy Journal，2013，31（1）：49?50.

［9］ Chan KS，Liu CW，Chen TW，etal.Effects of a single ses?sion ofwhole body vibration on ankle plantarflexion spasticity and gait performance in patients with chronic stroke：a ran?domized controlled trial［J］.Clin Rehabil，2012，26（12）：1087?1095.

［10］Brogardh C，F(xiàn)lansbjer UB，Lexell J.No specific effect of whole?body vibration training in chronic stroke：a double?blind randomized controlled study［J］.Arch PhysMed Reha?bil，2012，93（2）：253?258.

［11］Lau RW，Yip SP，Pang MY.Whole?body vibration has no effect on neuromotor function and falls in chronic stroke［J］. Med Sci Sports Exerc，2012，44（8）：1409?1418.

［12］Podsiadlo D，Richardson S.The timed“Up＆Go”：a testof basic functionalmobility for frail elderly persons［J］.JAm Geriatr Soc，1991，39（2）：142?148.

［13］Nascimento LR，Caetano LC，F(xiàn)reitas DC，et al.Different instructions during the ten?meterwalking test determined sig?nificant increases inmaximum gait speed in individuals with chronic hemiparesis［J］.Rev Bras Fisioter，2012，16（2）：122?127.

［14］Mutlu A，Livanelioglu A，GunelMK.Reliability of Ashworth and Modified Ashworth scales in children with spastic cerebral palsy［J］.BMCMusculoskelet Disord，2008，9：44.

［15］Chua KS，Kong KH，Lui YC.Botulinum toxin A in the treatment of hemiplegic spastic foot drop?clinical and func?tional outcomes［J］.Singapore Med J，2000，41（5）：209?213.

［16］Rittweger J.Vibration as an exercise modality：how it may work，and what its potentialmight be［J］.Eur JAppl Phy?siol，2010，108（5）：877?904.

［17］Ritzmann R，Kramer A，Gruber M，etal.EMG activity dur?ingwhole body vibration：motion artifacts or stretch reflexes？［J］.Eur JAppl Physiol，2010，110（1）：143?151.

［18］Marconi B，F(xiàn)ilippiGM，Koch G，etal.Long?term effects on cortical excitability and motor recovery induced by repeated muscle vibration in chronic stroke patients［J］.Neurorehabil Neural Repair，2011，25（1）：48?60.

［19］Christova M，Golaszewski S，Ischebeck A，et al. Mechanical flutter stimulation induces a lasting response in the sensorimotor cortex as revealed with BOLD fMRI［J］. Hum Brain Mapp，2013，34（11）：2767?2774.

［20］Marconi B，F(xiàn)ilippiGM，Koch G，etal.Long?term effects on cortical excitability and motor recovery induced by repeated muscle vibration in chronic stroke patients［J］.Neurorehabil Neural Repair，2011，25（1）：48?60.

［21］張園園，許光旭，張文通，等.人體肌肉振動激活頻率的初步研究［J］.中華物理醫(yī)學(xué)與康復(fù)雜志，2012，34（4）：241?244.

［22］張文通，許光旭，王紅星，等.脊髓運(yùn)動神經(jīng)元諧振頻率的電生理分析［J］.中華物理醫(yī)學(xué)與康復(fù)雜志，2013，35（5）：348?350.

［23］van Nes IJ，Geurts AC，Hendricks HT，et al.Short?term effects of whole?body vibration on postural control in unilateral chronic stroke patients：preliminary evidence［J］.Am JPhys Med Rehabil，2004，83（11）：867?873.

［24］Chan KS，Liu CW，Chen TW，et al.Effects of a single ses?sion ofwhole body vibration on ankle plantarflexion spasticity and gait performance in patients with chronic stroke：a ran?domized controlled trial［J］.Clin Rehabil，2012，26（12）：1087?1095.

［25］Cochrane DJ.Vibration exercise：the potential benefits［J］. Int JSports Med，2011，32（2）：75?99.

［26］Miyara K，Matsumoto S，Uema T，et al.Feasibility of using whole body vibration as ameans for controlling spasticity in post?stroke patients：A pilot study［J］.Complement Ther Clini Practi，2014，20（1）：70?73.

［27］Kavounoudias A，Roll R，Roll JP.Foot sole and ankle muscle inputs contribute jointly to human erect posture regu?lation［J］.JPhysiol，2001，532（Pt 3）：869?878.

Effects of regional vibration stimulation on walking ability of the elderly patients w ith stroke

LI Lin，XU Guang?xu，MENG Dian?huai，GONG Chen．Department ofRehabilitation Medicine，the First Affiliated Hospital ofNanjing Medical University，Nanjing 210029，China

ObjectiveTo determine the effects of regional vibration stimulation（RVS）on walking speed and stability in the elderly patients with stroke.M ethodsTwenty?six patients with hemiplegic post?stroke were enrolled in this study.All of them received lower limbs RVS（16 Hz，4 mm）on the bilateral foot soles for 10 min in sitting position. Themodified Ashworth scale（MAS）score for the triceps suraemuscle tonus，Timed up and go test（TUGT）and 10 m maximum walking speed test（MWST）were performed before and after the vibration.ResultsAfter RVS，both TUGT and 10m MWST showed significant improvements（P＜0.05）.However，the MAS score did not have significant change（P＞0.05）.ConclusionsThe lower limbs RVS on the bilateral foot soles in sitting position could increase the stability and velocity of locomotion in post?stroke hemiplegia.But，themuscle tonus on the calf could not be improved significantly.

regional vibration stimulation；stroke；walking ability；balance；muscle tonus

R 493

A

10.3969／j.issn.1003?9198.2014.03.012

2013?12?07）

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（81071604）

210029江蘇省南京市，南京醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)中心

許光旭，Email：xuguangxul＠126.com